DE1640255A1

DE1640255A1 - Spark gap switch

Info

Publication number: DE1640255A1
Application number: DE19671640255
Authority: DE
Inventors: Lafferty James Martin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-09-21
Filing date: 1967-09-20
Publication date: 1970-08-13
Also published as: US3465192A; GB1190957A; SE324187B; JPS485545B1

Description

PatentanwaltPatent attorney

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General Electric Company, Schenectady,, Έ* Y*, ITSAGeneral Electric Company, Schenectady ,, Έ * Y *, ITSA

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Die Erfindung bezieht sioh auf Funkenstreckenschalter und insbesondere auf Funkenstreckenschalter mit Zündelektroden, bei denen beim Anlegen eines Zündsignals die Hauptfunkenstrecke durchschlägt und ein hoher elektrischer Strom durch den Funkenstreckenschalter fließen kann.The invention relates to spark gap switches and especially on spark gap switches with ignition electrodes, in which the main spark gap breaks down when an ignition signal is applied and a high electrical one Current can flow through the spark gap switch.

Da ein großer Bedarf an Vakuumsehaltern und Funkenstrekkenschaltern besteht, und zwar insbesondere von solchen Funkenstreckenschaltern, die durch das Anlegen elektrischer Signale gezündet werden können, wurden·in letzter Zeit diese Schalter immer weiter verbessert· Die bekannten Schalter besitzen unstabile und unzuverlässige Zündeigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Zündspannungen und Zündzeiten, so daß sie beim Betrieb mit hohen Strönen und Spannungen nicht einwandfrei arbeiten und hinsichtlich der Stromkapazität begrenzt sind. In vielen Fällen nehmen die Nachwirkungen eines vorangegangenen Durchschlags der Funkenstrecke einen Einfluß auf die Spannung, bei der sich ein Bogen ausbildet. Das gleiche gilt für die Zeitspanne, die zur JLusbildung eines Durchschlags benötigt wird, wobei auch noch die zwischen awei Durchbrüchen vergangene Zeit eine Rolle spielt.There is a great need for vacuum holders and spark gap switches consists, in particular of such spark gap switches, which by applying electrical Signals can be ignited, these switches have been improved more and more recently · The known switches have unstable and unreliable ignition properties, especially with regard to ignition voltages and ignition times, so that they do not work properly when operating with high currents and voltages and in terms of current capacity are limited. In many cases, the aftereffects of a previous breakdown of the spark gap are reduced an influence on the tension at which an arc is formed. The same applies to the period of time it takes for training of a breakdown is required, whereby the time elapsed between two breakouts also plays a role.

Nach der US-Patentschrift 5 087 092 ist es bekannt, einen hohen Bogenentladungsstrom zwischen den Elektroden einer Vakuumstrecke dadurch zu erzeugen, daß eine Zündvorrichtung ein den Durchschlag veranlassendes Gasplasma in die Hauptfunkenstrecke treibt. Das Einbringen des Plasmas wird dabei 'mit großer Geschwindigkeit und Genauigkeit vorgenommen, um unstabile Zündvorgänge, insbesondere hinsichtlich der Zünd-According to US Pat. No. 5,087,092, it is known to apply a high arc discharge current between the electrodes of a To generate vacuum gap in that an ignition device causes the breakdown of a gas plasma in the main spark gap drives. The introduction of the plasma is carried out 'with great speed and accuracy in order to unstable ignition processes, especially with regard to the ignition

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zeit und Durchschlagspannung der herkömmlichen Funkens trek— kenschalter zu vermeiden.time and breakdown voltage of the conventional spark trek to avoid switch.

Obwohl die bekannten Funkenstreckensohalter vielseitig eingesetzt werden können und ihre Weiterentwicklung neue Anwendungsbereiche für Vakuumsehalter eröffnet hat, so besteht doch ein Bedarf an derartigen Schaltern für Hochleistungszwecke. Wenn beispielsweise die Spannung und bzw. oder der Strom sehrAlthough the well-known spark gap holders are used in many ways and their further development has opened up new areas of application for vacuum holders, it does exist a need for such switches for high performance purposes. If, for example, the voltage and / or the current is very high

groß sind, dann ist es schwierig, die Zündeinrichtung, die zu-/?'-■■ are large, it is difficult to find the ignition device that is too - /? '- ■■

mindest der Katode zugeordnet ist, vor den schädlichen Einflüssen des hohen Entladungsstromes zu schützen.at least the cathode is assigned to protect against the harmful effects of the high discharge current.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, -die genannten Nachteile zu vermeiden und eine für Funkenstreckenschalter mit langer Lebensdauer und hohem Schaltspiel bzw. hohen Schalt— frequenzen geeignete Zündelektrodenanordnung zu seliaffen.The invention is therefore based on the object to avoid -the mentioned drawbacks and to a seliaffen frequencies for spark gap switch with a long service life and high switching cycle and high switching appropriate ignition electrode.

Die Erfindung geht dazu von einem Funkenstreekense&alter mit zwei Haupt elektroden aus, die eine Hauptfunkens^reeke begrenzen. Die Hauptelektroden sind in einem evakuierten Gehäuse untergebracht, das teilweise aus Metallwänden asd mindestens teilweise aus einem für hohe Spannungen geeigneten Isoliermaterial zusammengesetzt ist, das zur Isolierung der Hauptelektroden dient und Kurzschlüsse der HauptfunkesL-strsezre -verhindert. Beide Elektroden können ortsfest sein, docii kaem aoiaii eine der beiden Elektroden an einem vakuumdichter BsIg fesfestigt sein, um eine Relativbewegung zwischen den teil troden und um eine manuelle Veränderung der länge zu ermöglichen.The invention goes with a Funkenstreekense & older two main electrodes that limit a main spark. The main electrodes are housed in an evacuated housing, which is partially made of metal walls asd at least partly made of an insulating material suitable for high voltages that is used to insulate the main electrodes serves and prevents short circuits of the main functions L-strsezre. Both electrodes can be stationary, one docii kaem aoiaii of the two electrodes attached to a vacuum-tight BSIg be to have a relative movement between the part trode and to enable manual change of the length.

Gemäß der Erfindung ist konzentrisch in Hauptelektrode eine Zündelektrodenanordnmsg wzj;<j-:3ehsrL~ der Funkenstreokensohalter ist ßleichepatiiEiiig3&B;i^släfe τ:- werden soll, beispielsweise zum KurssshliiilsE z:\~j _ ?~ von Kondensatorbänken, dann braucht nur eis© L2\. ■'.Λ:,."':./ anordnung vorhanden zu sein, die dann in eiises S-^¹U einer Mittelöffnung in der HauptkatodeAccording to the invention, there is an ignition electrode arrangement concentrically in the main electrode wzj; <j-: 3ehsrL ~ the spark stray holder is ßleichepatiiEiiig3 &B; i ^s läfe τ: - is to be, for example, for course shliiilsE z: \ ~ j _? ~ Of capacitor banks, then only needs ice © L2 \. ■ '.Λ:,. "' :. / arrangement to be present, which is then in ice S- ^ ¹ U of a central opening in the main cathode

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ist. Soll der Funkens tr eck ens ehalter hingegen im Wechsel"· Spannungsbetrieb verwendet werden, beispielsweise in einer Hochspannungsleitung oder einem damit verbundenen Transformator, dann müssen sowohl in der Hauptkatode als auch in der Hauptanode Zündelektrodenanordnungen vorgesehen werden, die beide in Hohlräumen mit Mittelöffnungen in den entsprechenden Hauptelektroden untergebracht sind. Dadurch ist unabhängig davon, welche Hauptelektrode zur Zeit der Bogenunterbrechung öder des Ausschaltens des Funkenschalters Katode ist, stets der momentanen Hauptkatode eine Zündelektrodenanordnung zugeordnet .is. Should the spark retainer alternate "· Voltage operation are used, for example in a high-voltage line or a transformer connected to it, then ignition electrode arrangements must be provided both in the main cathode and in the main anode both are housed in cavities with central openings in the respective main electrodes. This is independent always depends on which main electrode is the cathode at the time of the arc interruption or when the spark switch is switched off an ignition electrode arrangement is assigned to the current main cathode.

Erfindungsgemäß enthalten alle Zündelektrodenanordnungen eine mittlere, zylindrische Zündelektrode,- die konzentrisch von einem Isolierkörper umgeben ist« Beide Teile sinddn einer Hauptelektrode angeordnet, deren innere Oberfläche derart geformt ist, daß ein begrenzter oder eingeengter Zugang zur Hauptfunkenstrecke besteht, die der Hauptdurchbruchsspannung widersteht, und daß ein Raum gebildet wird, in dem durch einen Zündimpuls innerhalb der Zündelektrodenanordnung die Zündung des Hauptbogens eingeleitet wird«, Beim Anlegen eines Zündim— pulses an eine Zündfunkenstrecke in der Zündelektrodenanordnung wird die Zündfunkenstrecke durchgeschlagen. Daraufhin wird ein impulsförmiges Elektrone -Ionen—Plasma durch eine Verengung in· die Hauptfunkenstrecke getrieben, wo es die Zündung der Hauptfunkenstrecke verursacht« Umgekehrt ist es jedoch für den Hauptbogen nahezu unmöglich, sich durch die Verengung in der Zündelektrodenanordnung bis in die Nähe der Zündfunkenstrecke auszubreiten und diese zu zerstören.According to the invention, all ignition electrode assemblies contain one middle, cylindrical ignition electrode - which is concentrically surrounded by an insulating body. Both parts are one Main electrode arranged, the inner surface of which is shaped so that a limited or restricted access to The main spark gap is that of the main breakdown voltage resists, and that a space is formed in which the ignition by an ignition pulse within the ignition electrode assembly of the main arc is initiated «, when applying an ignition pulses to an ignition spark gap in the ignition electrode arrangement, the ignition spark gap is broken through. A pulsed electrons - ions - plasma driven through a constriction into the main spark gap, where it ignites the Main spark gap causes «However, it is the other way around for the Main arc almost impossible, due to the narrowing in the ignition electrode arrangement up to the vicinity of the ignition spark gap to spread and destroy them.

Ferner ist die Zündstrecke der Zündvorrichtung erfindungsgemäß an einer senkrechten Y/andoberfläche innerhalb der Hauptelektrode angeordnet, um Kurzschlüsse zu vermeiden*Furthermore, according to the invention, the ignition path of the ignition device is on a vertical Y / and surface within the main electrode arranged to avoid short circuits *

Die Erfindung soll nun anhand von Figuren im einzelnen beschrieben werden«,The invention will now be described in detail with reference to figures will",

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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Funkenstreckenschalter mit einer Zündelektrodenanordnung nach der Erfindung.Fig. 1 shows a section through a spark gap switch with an ignition electrode arrangement according to the invention.

Fig. 2 zeigt die im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 verwendete Zündelektrodenanordnung_e _{FIG. 2 shows the ignition electrode arrangement e} used in the exemplary embodiment according to FIG. 1

Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.Fig. 3 is a section through a further embodiment according to the invention.

Fig. 4 zeigt die Zündelektrodenanordnung, die im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 verwendet wird. FIG. 4 shows the ignition electrode arrangement which is used in the exemplary embodiment according to FIG. 3.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zündelektrodeneinrichtung gemäß der Erfindung»Fig. 5 is a section through a further embodiment of an ignition electrode device according to the invention »

Fig. 6 ist ein teilweise geschnittener Zündfünkensehalter gemäß der Erfindung. Fig. 6 is a partially sectioned spark holder according to the invention.

N ach der Fig. 1 enthält ein Funienstreckensehrlter gemäß der Erfindung ein gasdichtes Gehäuse 1 aus Isoliermaterial, welches aus einer unteren, in der Art eines Flansches ausgebildeten Stirnplatte 2, einem zylindrischen Mittelstück 3> und^iner oberen Stirnwand 4 zusammengesetzt ist. Zwischen der unteren Stirnwand 2 und dem zylindrischen Mittelstück 3 ist eine Platte 5 befestigt, die als Stützkörper für eine der Hauptelektroden dient. Zwei Hauptelektroden 6 und 7 sind im Gehäuse 1 angeordnet. Sie begrenzen eine Hauptfunkenstrecke 8. Die Hauptanode 7 ist von einem Anodenhalter 21 getragen, an dem auch ein Schutzschirm 22 befestigt ist, der einen Teil der inneren Gehäusewände gegen verdampftes Metall abschirmt, um ihre Isolierfähigkeit zu gewährleisten,,According to FIG. 1, a Funienstreckensehrter according to the invention a gas-tight housing 1 made of insulating material, which is formed from a lower, in the manner of a flange End plate 2, a cylindrical center piece 3> and ^ iner upper end wall 4 is composed. Between the lower end wall 2 and the cylindrical center piece 3, a plate 5 is attached, which as a support body for one of the Main electrodes are used. Two main electrodes 6 and 7 are arranged in the housing 1. They limit a main spark gap 8. The main anode 7 is carried by an anode holder 21 to which a protective screen 22 is also attached, which forms part of the shields the inner walls of the housing against vaporized metal in order to ensure that they are insulated,

Die Hauptkatode 6 besteht aus einem massiven Körper aus Elektrodenmaterial, in dem eine mittlere Bohrung ausgebildet ist, die einen Teil 9 mit relativ kleinem Durchmesser und einen Teil 10 mit relativ großem Durchmesser besitzt, der jedoch inThe main cathode 6 consists of a solid body made of electrode material, in which a central bore is formed, which has a part 9 with a relatively small diameter and a Part 10 has a relatively large diameter, but in

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dem Körper nur halb so tief wie der Teil 9 ausgebildet ist. Der Teil 9 erstreckt sich im Körper bis nahezu an diejenigen Oberflächenteile 11, von denen der Entladungsbogen ausgeht. Der Raum zwischen dem der Oberfläche 11 nahen Ende des Teilsthe body only half as deep as the part 9 is formed. Part 9 extends in the body almost to those Surface parts 11 from which the discharge arc originates. The space between the end of the part near the surface 11

9 und der Oberfläche 11 ist durch eine konisch ausgebildete Mittelöffnung 12 überbrückt, die eine Art Düse darstellt und an der Oberfläche 11 einen kleineren Durchmesser als am Ende des Teils 9 besitzt. An der Übergangsstelle zwischen den beiden Teilen 9 und 10 ist ein Ansatz ausgebildet, gegen den ein flanschförmiger Vorsprung 14 einer hohlzylindrisehen Metallhülse 13 anliegt, dessen Umfangsflache gegen die Innenfläche des Teils9 and the surface 11 is bridged by a conical central opening 12, which represents a type of nozzle and has a smaller diameter at the surface 11 than at the end of the part 9. At the transition point between the two Parts 9 and 10, an approach is formed against which a flange-shaped Projection 14 of a hollow cylindrical metal sleeve 13 rests, the peripheral surface of which against the inner surface of the part

10 des Hohlraums anliegt. Dadurch liegt die Metallhülse 13 konzentrisch innerhalb des Hohlraums in der Hauptkatode 6.10 of the cavity is applied. As a result, the metal sleeve 13 lies concentrically within the cavity in the main cathode 6.

Ein zylindrischer Bauteil 15 mit einem Keramikeinsatz 16, durch dessen mittlere Bohrung eine stabförmige Zündelektrode 17 geführt ist, ist innerhalb des Teils 10 des Hohlraums angeordnet und · liegt von der freien Seite her gegen den flanschartigen Ansatz H der Metallhülse 13 an. Die Zündelektrode 17 endet nahe am weiter innen liegenden Ende der Metallhüise 13 und besitzt etwa den gleichen Durchmesser wie der schmälste Teil der Mittel-Öffnung 12. Die nach innen gewandte Oberfläche 18 des Keramikeinsatzes 16 ist mit einer geeigneten, ein aktives Gas speichernden Substanz, z. B. Titanmetall, überzogen. In dem Überzug ist eine ringförmige Kerbe 19 geschnitten, die die Zündfunkenstrecke darstellt, deren eine Seite über die Metallhülse 13 und den Bauteil 15 und deren andere Seite über die Zündelektrode 17 mit einer Spannungsquelle 20 an der Außenseiteödes Funkenstreckenschalt ers verbunden ist. A cylindrical component 15 with a ceramic insert 16, through whose central bore a rod-shaped ignition electrode 17 is guided, is arranged within the part 10 of the cavity and rests against the flange-like projection H of the metal sleeve 13 from the free side. The ignition electrode 17 ends close to the inner end of the metal shell 13 and has approximately the same diameter as the narrowest part of the central opening 12. The inwardly facing surface 18 of the ceramic insert 16 is coated with a suitable substance that stores an active gas, e.g. . B. titanium metal, coated. An annular notch 19 is cut in the coating, which represents the ignition spark gap, one side of which is connected via the metal sleeve 13 and the component 15 and the other side via the ignition electrode 17 to a voltage source 20 on the outside of the spark gap switch .

Die Stirnwand 2 und das Mittelstück 3 können aus irgendeinem gasdichten, nichtleitenden Material bestehen, das mit Metallelektroden hermetisch dicht verschweißt werden kann. Für diesen Zweck sind am besten Coors y-200 und American Iava-T-164 sowie Aluminiumoxid- oder Forsterit-Keramiken geeignet, die jedoch nur als AuBführungsbeispiele genannt sind. The end wall 2 and the center piece 3 can consist of any gas-tight, non-conductive material that can be welded to metal electrodes in a hermetically sealed manner. Coors y-200 and American Iava-T-164 as well as aluminum oxide or forsterite ceramics are best suited for this purpose, but these are only mentioned as exemplary embodiments.

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Die Haüptelektroden 6 und 7 bestehen aus Kupfer, das. frei von Gasen oder Verunreinigungen ist, die bei ZersetzungThe main electrodes 6 and 7 are made of copper, which is free of gases or impurities that is produced upon decomposition

—7 Gase erzeugen. Das Kupfer sollte weniger als 10 Atomteile aller vorhandenen Gase oder gasbildenden Verunreinigungen enthalten, so daß beim Brennen des Hauptbogens der Gasdruck im Funkenstreckenschalter stets unterhalb von 10 mmHG bleibt. Ein derartiges Material kann man nach einem besonderen Zonenreinigungsverfahren herstellen, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3 234 351 beschrieben ist. Die Platte 5 und der Anodenhalter 21 brauchen die für die Hauptkatoden 6 und 7 geforderten Eigenschaften nicht zu besitzen, da sie nicht mit einem elektrischen Bogen in Berührung sind und daher keine potentiellen Quellen für vakuumverderbende Gase sind.—7 generate gases. The copper should be less than 10 atomic parts contain all gases or gas-forming impurities present, so that when the main arc burns, the gas pressure in the spark gap switch always below 10 mmHG remain. Such a material can be made by a special zone cleaning process, such as in U.S. Patent 3,234,351. The plate 5 and the anode holder 21 need not have the properties required for the main cathodes 6 and 7 because they do not are in contact with an electric arc and are therefore not a potential source of vacuum-corrosive gases.

Die Zündelektrode 17 kann zweckmäßigerweise aus einem hitze« beständigen Metall, z. B. Wolfram oder Rhenium, bestehen. Die Metallhülse 13 besteht zweckmäßigerweise ebenfalls aus einem hitzebeständigen Metall, Z₉ B. Molybdän oder Wolfram, das für die Temperaturen am Fußpunkt des Bogens geeignet ist. Die Innenflächen dieses Metalls sind jedoch mit einer Substanz überzogen, die als Speicher für aktive Gase, z„ B. Wasserstoff, dienen kann und vorzugsweise ein Titanmetall oder Titanhydrid enthält«The ignition electrode 17 can expediently be made of a heat-resistant metal, e.g. B. tungsten or rhenium exist. The metal sleeve 13 is expediently also made of a refractory metal, Z ₉ as molybdenum or tungsten, which is suitable for the temperatures at the foot point of the arc. The inner surfaces of this metal, however, are coated with a substance that can serve as a storage medium for active gases, e.g. "hydrogen, and preferably contains a titanium metal or titanium hydride"

Der Überzug auf der Hetallhülse 13 kann auch aus einem ein Hydrid bildenden Metall bestehen. Der Überzug kann ferner aus einem Metall mit einem im Vergi eich zu Wolfram und Rhenium hohen Dampfdruck gebildet werden, dessen Siedepunkt über 1500° C aber unterhalb 5000° C liegt und dessen Austrittsarbeit vorzugsweise mehr als vier Elektronenvolt beträgt» Derartige Metalle sind beispielsweise Kupfer, Beryllium, Zinn, Aluminium, Eisen, Nickel, Kobalt und Blei. In diesem Fall liefert der metallische Überzug selbst die Träger, um einen Durchschlag der Hauptfunkenstreoke zu veranlassen.The coating on the metal sleeve 13 can also consist of a Composed of hydride-forming metal. The coating can also be made of a metal with a in comparison to tungsten and rhenium high vapor pressure are formed, the boiling point of which is over 1500 ° C but is below 5000 ° C and its work function is preferred is more than four electron volts »Such metals are, for example, copper, beryllium, tin, aluminum, iron, Nickel, cobalt and lead. In this case the metallic coating itself provides the support to breakdown the main spark stray to cause.

Beim Herstellen des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1 werdenWhen producing the embodiment according to FIG

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zunächst die Hauptelektrode!! aus hochreinem Kupfer öder anderen geeigneten Materialien hoher Reinheit hergestellt. Die Hauptanode 7 und der Schutzschirm 22 werden mit dem Anodenhalter 21 verschweißt, verlötet oder auf andere Weise fest verbunden. Die Hauptkatode 6 wird z. B. durch Schweißen an der Platte 5 befestigt. Die Metallhülse 13 aus Molybdän wird hergestellt, und ihre Innenwand wird mit einem geeigneten, ein Gas speichernden Überzug versehen, z. B_e einer dünnen Schicht aus Titan oder einem geeigneten Metall mit einem niederen Dampfdruck, beispielsweise Kupfer oder Beryllium« Die Zündelektrode 17 wird in den Keramikeinsatz 16 eingesetzt, der dann auf seiner innen liegenden Oberfläche 18 mit einem Titanüberzug versehen wird. Die Zündelektrode kann auch unbeschichtet bleiben. Durch den Titanüberzug und teilweise noch durch den Keramikeinsatz wird eine Kerbe 19 geschnitten, und anschließend wird der Keramikeinsatz zusammen mit der Zündelektrode am Bauteil 15 aus Molybdän befestigt. Die auf diese Weise angefertigte Zündelektrodenanordnung wird in die Hauptkatode 6- eingebaut und zwischen dem Bauteil 15 und der Hauptkatode 6 in geeigneter Weise mit der Hauptkatode verschweißt*first the main electrode !! made of high purity copper or other suitable high purity materials. The main anode 7 and the protective screen 22 are welded, soldered or firmly connected in some other way to the anode holder 21. The main cathode 6 is z. B. attached to the plate 5 by welding. The metal shell 13 made of molybdenum is made, and its inner wall is provided with a suitable, gas-storing coating, e.g. _Be a thin layer of titanium or a suitable metal with a low vapor pressure, for example copper or beryllium. The ignition electrode 17 is inserted into the ceramic insert 16, which is then provided with a titanium coating on its inner surface 18. The ignition electrode can also remain uncoated. A notch 19 is cut through the titanium coating and partly through the ceramic insert, and then the ceramic insert is fastened together with the ignition electrode to the component 15 made of molybdenum. The ignition electrode assembly made in this way is built into the main cathode 6- and welded to the main cathode in a suitable manner between the component 15 and the main cathode 6 *

Die Hauptkatode 6 und die mit ihr verbundenen Teile werden mit dem zylindrischen Mittelstück 3 des Gehäuses verbunden. Die Stirnwand 2 wird darüber gelegt und die Hauptanode mit den dazu gehörigen Teilen wird auf geeignete Weise mit der Stirnwand 4 verschweißt. Die beiden Stirnwände werden dann durch ein geeignetes Metall-Keramik-Schweißmittel hermetisch dicht ,zu dem Gehäuse 1 verbunden. Dies kann in Anwesenheit eines aktiven Gases unter geeignetem Druck, z. B. in einem Wasserstoffofen mit Wasserstoff unter einer Atmosphäre durch_o geführt werden, so daß die das aktive Gas speichernde Substanz ° beim Abkühlen das aktive Gas einfängt und dadurch den Druck aufThe main cathode 6 and the parts connected to it are connected to the cylindrical center piece 3 of the housing. The end wall 2 is placed over it and the main anode with the associated parts is welded to the end wall 4 in a suitable manner. The two end walls are then hermetically sealed to form the housing 1 by a suitable metal-ceramic welding means. This can be done in the presence of an active gas under a suitable pressure, e.g. B. in a hydrogen furnace with hydrogen under an atmosphere by _o , so that the substance storing the active gas ° captures the active gas when it cools and thereby increases the pressure

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co einen Wert von 10 mmHg oder weniger erniedrigt. Es kann jedoch to auch ein Evakuierung3stutzen 23 mit einer Vakuumpumpe verbun- ^ den werden, mit der der Funkenstreckenschalter evakuiert, dann <*> gefüllt und schließlich fest verschlossen wird, nachdem die k> Metall—Keramik-Verschweißungen beendet sind. Wenn ein Metall mit niedrigem Dampfdruck verwendet wird,, benötigt man kein aktives Gas und der gesamte Vorgang kann im Vakuum ausgeführt werden.co decreased to a value of 10 mmHg or less. However, it can to also an evacuation nozzle 23 connected to a vacuum pump ^ the one with which the spark gap switch is evacuated, then <*> filled and finally closed tightly after the k> Metal-ceramic welds are finished. If a metal with low vapor pressure is used, no active one is required Gas and the whole process can be carried out in a vacuum.

Beim Betrieb wird eine HoGhspannungsquelle, im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Gleichspannungsquelle mit einer Spannung von einigen Hundert Kilovolt, mit dem Anodenhalter 21 und der Platte 5 verbunden, wobei aufgrund der hohen Durchschlagsfestigkeit des Vakuums in der Hauptfunkenstrecke 8 kein Durchbruch erfolgt. Andererseits kann zusätzlich eine gleiche Zündelektrodenanordnung, die in den Fig. 1 und 2 in Verbindung mit der Hauptkatode 6 gezeigt ist, mit der Hauptanode 7 verbunden und der Funkenstreckensehalter an eine Wechselspannungsquelle oder-leitung angeschlossen werden,, In jedem Fall, also bei der Benutzung als Stromunterbrecher oder Entladeschalter für eine Kondensatorbank, sind die Hauptelektroden in Reihe mit einer Leitung verbunden, die einen hohen Strom führt, der einige hundert Kiloampere betragen kann» Eine geeignete Spannungsquelle 20 für zum Zünden des Zündbogens ausreichende Spannungsimpulse, z. B, Impulse von 50 bis 1000 Volt, wird an den Bauteil 15 und die Zündelektrode 1? gelegt., Dadurch werden auch Impulse an der Kerbe bzw» Zündfunkenstrecke 19 auf der Oberfläche, 18 des Keramikeinsatzes 16 erzeugt, so daß ein Vakuumdurchbruch erfolgte Die bei der Entladung erzeugte Hitze setzt den im (Titanhydroxid-) Überzug des Keramikeinsatzes gespeicherten Wasserstoff oder dergleichen frei, wodurch sich der Raum zwischen der Zündelektrode 17 und der Metallhülse 13 mit 'Gas füllt, das schnell ionisiert wird. Wenn ein Metall mit niedrigem Dampfdruck benutzt wird? dann dampfen die Metallionen ab und bild-.n einen lonen-Elektronen-Plasma«, Zwischen diesen beiden Bauteilen entsiSi-i .;iu alektrisoher Bogen. Da der Strom durch die Zündelektrode 17 uasii ούοη₀ durch den Bogen_s durch die Metallhülse 15 nach unten und durch den Bauteil 15 zurück zur Spannungsquelle fließt, werden in der Stroaischleife magnetische Kräfte wirksam, die auf den Bogen einwirken und diesen schnell nach oben durch die Mittelöffnung 12 drücken« Wenn der Bogen die Mittelöffnung erreicht, dann wird sine Slektronen-Ionen«Plasina«V/olke durch die Mittelöffnung 12 in die Hauptfunkenstrecke 8 injizierte De en dieses' eine Hochspannung liegt und in ihr ein holiefe elektrisches FeldDuring operation, a high voltage source, in the illustrated embodiment a DC voltage source with a voltage of a few hundred kilovolts, is connected to the anode holder 21 and the plate 5, with no breakdown occurring due to the high dielectric strength of the vacuum in the main spark gap 8. On the other hand, the same ignition electrode arrangement, which is shown in FIGS. 1 and 2 in connection with the main cathode 6, can be connected to the main anode 7 and the spark gap holder can be connected to an AC voltage source or line as a circuit breaker or discharge switch for a capacitor bank, the main electrodes are connected in series with a line that carries a high current, which can be a few hundred kiloamps. B, pulses from 50 to 1000 volts, is applied to component 15 and ignition electrode 1? This also generates pulses at the notch or ignition spark gap 19 on the surface 18 of the ceramic insert 16, so that a vacuum breakthrough occurred. The heat generated during the discharge releases the hydrogen or the like stored in the (titanium hydroxide) coating of the ceramic insert , whereby the space between the ignition electrode 17 and the metal sleeve 13 is filled with 'gas which is rapidly ionized. When using a metal with a low vapor pressure? then the metal ions evaporate and form an ion-electron plasma, between these two components there is an electrical arc. Since the current flows through the ignition electrode 17 uasii ούοη ₀ through the arc _s through the metal sleeve 15 down and through the component 15 back to the voltage source, magnetic forces are effective in the Stroaischleife that act on the arc and this quickly upwards through the Press center opening 12 When the arc reaches the center opening, its slectron ions "plasina" are injected through the center opening 12 into the main spark gap 8 when a high voltage is present and a deep electric field in it

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herrscht, verursacht die Injektion der Elektronen-Ionen-Plasma-Wolke einen sofortigen Durchbruch der Hauptfunkenstrecke 8, so daß die Entladung eines hohen Stroms zwischen den Hauptelektroden 6 und 7 eingeleitet wird. Da das dem Hauptbogen nahe liegende Ende der Mittelöffnung 12 etwa den gleichen Durchmesser wie die Zündelektrode 17 aufweist, wird das Innere der Zündelektrodenanordnung bzw. die Zündfunkenstrecke gegenüber der Hauptfunkenstrecke abgeschirmt, so daß sich der Hauptbogen nicht in zerstörender Form bis in die Hähe der Zündfunkenstrecke ausbreitet oder Metalldämpfe, die von den Elektroden 6 und 7 entwickelt werden _Y sich abkühlen und auf der Zündfunkenstrecke kondensieren und sie kurzschließen. Es ist daher ein Betrieb des Funkenstreekenschalters unter nahezu gleichbleibenden Bedingungen in bezug auf die Durchbruchsspannungen und Durchbruchszeiten bei hohem Schaltspiel und großen Schaltfrequenzen sowie hohen Spannungen und Strömen gewährleistet. prevails, the injection of the electron-ion-plasma cloud causes an immediate breakdown of the main spark gap 8, so that the discharge of a high current between the main electrodes 6 and 7 is initiated. Since the end of the central opening 12 which is close to the main arc has approximately the same diameter as the ignition electrode 17, the interior of the ignition electrode arrangement or the ignition spark gap is shielded from the main spark gap so that the main arc does not spread in a destructive manner up to the level of the ignition spark gap or metal vapors which are developed by the electrodes 6 and 7 _Y to cool and condense on the spark gap and shorting. Operation of the spark gap switch is therefore guaranteed under almost constant conditions with regard to the breakdown voltages and breakdown times with a high switching cycle and high switching frequencies as well as high voltages and currents.

Wenn die Ursache, die zum Entstehen der Hochstromentladung zwischen den Hauptelektroden 6 und 7 geführt hat, nicht mehr vorhanden ist, d. h. z. B, ein Fehler in einer Hochspannungsleitung beseitigt ist, oder ein Kondensator entladen ist, dann wird die Entladung zwischen den Hauptelektroden 6 und 7 gelöscht. Bei Wechselspannungsbetrieb ist dies immer dann der Fall, wenn die Spannung durch Null geht und die Hauptentladung wird, wenn sie nicht erneut gezündet wird, in weniger als einer Halbperiode gelöscht. Beim Gleichspannungsbetrieb, z. B. bei der Entladung eines Kondensators, muß die Spannung vor dem Erlöschen des Bogens abgeschaltet oder die Kondensatorladung\ erschöpft werden. Nach dem Erlöschen des Bogens zwischen den Hauptelektroden 6 und 7 werden die Ladungsträger, d. h. die Elektronen und Metallionen, die von den Hauptelektroden 6 und 7 verdampft sind, sofort abgekühlt. Sie wandern dann entweder zu den Hauptelektroden oder zu den Innenwänden dee Schutzschirme 22, wo sie aus der Atmosphäre entfernt werden, so daß im Funkenstreckenuchalter wieder ein Hochvakuum gebildet wird. Da der Durchmesser der Zündelektrode 17 etwa gleich dem kleinsten Durchmesser der Mittelöffnung 12 ist, können fas#ceineIf the cause that caused the high-current discharge between the main electrodes 6 and 7 is no longer present, i.e. a fault in a high-voltage line has been eliminated or a capacitor is discharged, then the discharge between the main electrodes 6 and 7 is no longer present turned off. With AC voltage operation, this is always the case when the voltage passes through zero and the main discharge, if it is not re-ignited, is extinguished in less than a half cycle. In DC operation, e.g. B. when discharging a capacitor, the voltage must be switched off before the arc extinguishes or the capacitor charge \ is exhausted. After the arc between the main electrodes 6 and 7 has been extinguished, the charge carriers, that is to say the electrons and metal ions that have evaporated from the main electrodes 6 and 7, are immediately cooled. They then migrate either to the main electrodes or to the inner walls of the protective screens 22, where they are removed from the atmosphere so that a high vacuum is formed again in the spark gap. Since the diameter of the ignition electrode 17 is approximately equal to the smallest diameter of the central opening 12, fas # ceine

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Metalldämpfe hindurchgehen und sich auf der Zündfunkenstrecke kondensieren. Da nach dem Erlöschen der Hauptentladung das Vakuum nahezu sofort wiederhergestellt ist, ist der Funken-Streckenschalter nach einer Zeit von einigen Mikrosekunden zum erneuten Zünden bereit. Da schließlich- der nächste Zündvorgang von einem weiteren Zündimpuls ausgelöst wird, sind die Durchbruchs eigenschaft en der Haupt funkenstrecke nicht von der Vorgeschichte derselben abhängig»Metal vapors pass through and condense on the ignition spark gap. Since after the main discharge has gone out, the If the vacuum is restored almost immediately, the spark gap switch is used ready to re-ignite after a period of a few microseconds. Then finally - the next ignition process is triggered by another ignition pulse, the breakdown properties of the main spark gap are not of depending on the history of the same »

Beim Wechselspannungsbetrieb können in bekannter Weise zwei Spannungsquellen für die Zündimpulse verwendet werden, oder es werden mit der gleichen Spannungsquelle beiden Elektroden Iispulse zugeführt. Wenn die Spannungsquelle geerdet ist und diePotentiale beider Leitungen ein vorbestimmtes Verhältnis zum Erdpotential aufweisen, dann erscheint der Zündimpuls nur zwischen der gegenüber dem Erdpotential am meisten negativen Elektrode und dieser zugeordneten Zündelektrode.In the case of AC voltage operation, two can in a known manner Voltage sources can be used for the ignition pulses, or both electrodes are connected to the same voltage source Iispulses supplied. When the voltage source is grounded and the potentials of both lines have a predetermined ratio to earth potential, then the ignition pulse appears only between the electrode that is most negative in relation to earth potential and the ignition electrode assigned to it.

Die Mg· 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung. Gegenüber dem Ausführungsbeis'piel nach den Mg. 1 und 2 sind nur die Hauptkatode und die dsu gehörige Zündelektrodenanordnung verändert. Die restlichen !eile sind gleich. In der Hauptkatode 6 ist eine axiale Bohrung vorgesehen, in der eine Zündelektrodenanordnung untergebracht ist. Die Zündelektrodenanordnung enthält einen Metallzylinder 25, z. B, aus Molybdän, dessen äußere Oberfläche im wesentlichen zylindrisch ist, und dessen innere Oberfläche einen näher der Außenseite des Gehäuses liegenden zylindrischen Abschnitt aufweist, der in einen gekrümmten Abschnitt übergeht, der symmetrisch zur Mittelachse und in bezug auf diese konvergentdivergent ist· Dieser Abschnitt besitzt die Form eines Hohlzylinders, dessen Innenquerschnitt von einem relativ großen Wert am einen Ende auf einenrelativ kleinen Querschnitt 26 etwa in seiner Hitte übergeht und dann bogenförmig wieder auf einen relativ groüen Querschnitt am anderen Ende anwäaliat«, Im zylindrischen Abschnitt sitzt mit Paßsitz eine zur Ztindelektrodenanordnung gehörende ringförmige Keraaiksoheibe 27,The Mg · 3 and 4 show another embodiment according to the invention. Compared to the exemplary embodiment according to Mg. 1 and 2, only the main cathode and the associated cathode are shown Ignition electrode arrangement changed. The rest of the rushes are the same. An axial bore is provided in the main cathode 6, in which an ignition electrode assembly is housed. The ignition electrode assembly contains a metal cylinder 25, z. B, made of molybdenum, the outer surface of which is essentially is cylindrical, and the inner surface of which is a cylindrical portion closer to the outside of the housing which merges into a curved section which is symmetrical to the central axis and is convergent-divergent with respect to this.This section has the shape of a hollow cylinder, its internal cross-section from a relatively large value at one end to a relatively small cross-section 26 merges roughly in its height and then curves back to a relatively large cross-section at the other end «, In the cylindrical section there is a snug fit to the contact electrode assembly belonging ring-shaped Keraaiksoheibe 27,

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deren nach innere/eisende Oberfläche 28 mit einer ringförmigen Kerbe 29 versehen ist» Die Keramikscheibe liegt gegen einen Ansatz 30, der im Übergang zwischen dem zylindrischen und dem gekrümmten Abschnitt an der Innenseite des Metallzylinders ausgebildet ist,» Eine Zündelektrode 31 mit einem innen liegenden Teil 32 mit vergrößertem Querschnitt ist an der nach innen weisenden Oberfläche der Keramikscheibe 27 mit dieser verbunden und bildet eine hermetische Dichtung rait dieserο Der Hauptteil der Zündelektrode 31 ragt durch eine mittlere Bohrung in der Keramikscheibe 27 und ist an seinem Ende mit einem Anschluß 33 für die Zündelektrode verbunden«,its inner / iron surface 28 with an annular Notch 29 is provided »The ceramic disc is against you Approach 30, which is in the transition between the cylindrical and the curved portion is formed on the inside of the metal cylinder, »An ignition electrode 31 having a inner part 32 with an enlarged cross section is on the inwardly facing surface of ceramic disk 27 connected to this and forms a hermetic seal rait this o The main part of the ignition electrode 31 protrudes through a middle hole in the ceramic disc 27 and is connected at its end to a connection 33 for the ignition electrode «,

Beim Betrieb von Funkenstreekenschaltern und besonders beim Hochspannungsbetrieb besteht stets die Gefahr₉ daß zwischen der Zündfunkenstrecke und der Hauptanode sofort nach Bildung eines Elektroden-Ionen—Plasiaas in der Nähe der Zündfunkenstrecke ein Bogen entsteht_β üei αem Ausführungsbeispiel nach den Figo "3 und 4 ist dies nicht möglich« Beim Durchschlagen eier Zündfunkenstrecke 23 nach Anlegen eines Zündimpulses v.'irö durch die Mittelöffmoag 34 ein Plasma ge drückt _o Wegen der Einengung des Raums zwischen der Zündelektrode 32 und dem nach innen gekrümmten Teil der Innenseite des Metallzylinders 25 kann der Haiip'ebogen sich nicht bis in die Nähe der Zündfiinkenstrecke ausbreiten_f ohne daß ein größerer Energiebetrag aufgebracht wird_f als notwendig ist_f um den Bogen an der Mittelöffiiung über der Einengung 26 enden zu lassen₀ Daher kann eier Pußptinlct öss Bogens im äußersten Fall nahe der Einengung 26 in äev I£ittelöffining 34 liegen*=In the operation of radio Streekmuseum switches and especially when high voltage operation is always the danger ₉ characterized in that immediately after the formation of an electrode-ion Plasiaas in the vicinity of the ignition spark gap an arc is formed between the spark gap and the main anode _β üei αem embodiment according to Figo "3 and 4, this is not possible «When an ignition spark gap 23 breaks down after an ignition pulse has been applied through the central opening 34, a plasma is pressed _o Because of the narrowing of the space between the ignition electrode 32 and the inwardly curved part of the inside of the metal cylinder 25, the Haiip'ebogen does not extend up to the vicinity of Zündfiinkenstrecke _f propagate without a larger amount of energy is applied _f than is necessary _for forming around the arc at the Mittelöffiiung above the constriction 26 to be ₀ Therefore, eggs Pußptinlct öss sheet in an extreme case close to the constriction 26 in äev I £ ittelöffining 34 lie * =

Bsr Betrieb des FiiLifeenstreckenschalters nach den Figo 3 und is"fe älinlich wie der des Ansfillirungsbeispiels nach den Fig«, I iwÄ 2ο Beisi Anlegen eines lündimpulses τοπ "beispielsweise !5G ■ bis lOOOYolt s¥;isGhsa die Platte 5 und den Anschluß 33 schlägt die gimdfmik®ii.strecks 29 &w?dh₉ und ein Elektronen-lonen-Bsr operation of the FiiLifeenstreckschalter according to Figo 3 and is "fe älinlich like that of the Ansfillirungsbeispiels according to Fig", I iwÄ 2ο Beisi application of an ignition pulse τοπ "for example! 5G ■ to 100OYolt s ¥; isGhsa the plate 5 and the connection 33 hits the gimdfmik®ii.strecks 29 & w? ie ₉ and an electron-ion-

Π Π Q S ¹^ 2 / 0 ß L ? Π Π QS ¹ ^ 2/0 ß L?

Plasma wird in die Einengung 34 injiziert, so daß zwischen den Hauptelektroden 6 und 7 der Hauptbogen gezündet wird. Wenn beim Hochspannungsbetrieb der Bogen schnell gebildet werden soll, dann kann er sich der Zündfunkenstrecke höchstens bis zur Einengung 26 annähern. Beim Betrieb wird außerdem die Zundfunkenstrecke gegen Kurzschlüsse oder Widerstandsverluste abgeschirmt, die durch die Kondensations von Metallteilcheh auf ihr entstehen können, da die ringförmige Kerbe stets im Schatten des gekrümmten Abschnitts des Metallzylinders 25 liegt.Plasma is injected into the constriction 34 so that the main arc between the main electrodes 6 and 7 is ignited. If the arc is to be formed quickly in high-voltage operation, then it can at most be attached to the ignition spark gap approach up to the constriction 26. During operation, the spark gap is also protected against short circuits or resistance losses shielded by the condensation of metal particles can arise on it, since the annular notch is always in the shadow of the curved section of the metal cylinder 25 lies.

Erfindungsgemäß wird bei beiden Ausführungsformen duidi die Hauptfunkenentladung auf der negativen Hauptelektrode ein Katodenfleck mit geringerer Energie gebildet als der Hauptbogen aufweisen müßte", um durch einen eingeengten bereich der Zündelektrodenanordnung bis zur Zündfunkenstrecke vorzudringen, Das gilt insbesondere für das in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel₀ According to the invention, in both embodiments, the main spark discharge on the negative main electrode forms a cathode spot with less energy than the main arc should have "in order to penetrate through a narrowed area of the ignition electrode arrangement to the ignition spark gap. This applies in particular to that shown in FIGS. 3 and 4 Embodiment ₀

Während die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung hauptsächlich dazu dienen, daß der Hauptentladungsbogen daran gehindert wird, auf der Zündeinrichtung Fuß zu fassen und die Zündeinrichtung zu beschädigen, sollen im folgenden weitere erfindungsgemäße Maßnahmen beschrieben werden, die unter gewissen Umständen notwendig sind« Wenn beispielsweise bei einer Spannung von einigen Kilovolt Ströme in der Größenordnung von 100000 Ampere unterbrochen werden sollen, dann beginnen die Hauptelektroden zu schmelzen und größere Teilchen abzustoßen. Wenn die Zündfunkenstreckeneinrichtung senkrecht angeordnet ist, wobei sich die Zündstrecke in dem unteren Teil der Anordnung befindet, dann kann die Einengung oder Einschnürung zwischen der zentrischen Zündelektrode und der Öffnung in der Hauptelektrode durch die angesammelten Teilchen kurzgeschlossen werden. Diese Anordnung iüt in ein- While the embodiments of the invention described so far mainly serve to prevent the main discharge arc from getting a foothold on the ignition device and damaging the ignition device, further measures according to the invention will be described in the following which are necessary under certain circumstances If a voltage of a few kilovolts is to be interrupted, currents of the order of magnitude of 100,000 amperes are to be interrupted, then the main electrodes begin to melt and repel larger particles. If the ignition spark gap device is arranged vertically, the ignition gap being in the lower part of the arrangement, then the constriction or constriction between the central ignition electrode and the opening in the main electrode can be short-circuited by the accumulated particles. This arrangement is in one

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SAD ORiGINAl.SAD ORiGINAL.

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" - 13 -"- 13 -

zelnen in den Figuren 3 und 4 gezeigt und bildet den Schutz für die Zündstrecke. Ferner bestellt unter diesen Umständen die Möglichkeit, daß flüssiges. Elektrodenmatermaterial auf den Boden des Zündstreckendereiehes fällt und die Oberfläche des keramischen Isolators überdeckt, so daß die Zündstrecke kurzgeschlossen werden kann.individually shown in Figures 3 and 4 and forms the protection for the ignition gap. Furthermore, under these circumstances, the possibility that liquid ordered. Electrode mat material on the The bottom of the Zündstreckendereiehes falls and the surface of the ceramic insulator covered so that the ignition gap can be short-circuited.

Das in Fig. 5 gezeigte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel enthält eine Zündelektrodenanordnung, bei der diese Nachteile beseitig sind. Die in Fig. 5 gezeigte Zündelektrodenanordnung 39 hat einen hohlen Zylinder 40, der sowohl elektrisch als auch mechanisch mit einer Scheibe 4I mit einer Öffnung fest verbunden ist. Die Scheibe 4I ist an einen Elektrodenhalter angeschweißt oder angelötet. Die äußere aktive Oberfläche der Elektrodenanordnung 39 umfaßt die obere Oberfläche 43 des zylindrischen Körpers 40 und die obere Oberfläche 44 eines Ringkörpers 45 mit einer konisch konkaven Innenöffnung«, Der Ringkörper 45 ist mit der Innenfläche des zylindrischen Körpers 40 elektrisch und mechanisch fest verbunden. Die obere Oberfläche des Ringes 45 schließt dabei mit der oberen Fläche des zylindrischen Körpers 40 eben ab. Ein Isolierring 46 ist unmittelbar unter der unteren Oberfläche des Ringkörpers 45 angeordnet und fest in eine Bohrung in der Unterseite des Ringkörpers 45 eingepaßt. Der Isolierring 46 bildet dabei einen Bund auf der Unterseite des ringförmigen Körpers 45ο Der Isolierring 46 lagert auf einer becherförmigen Zündelektrode 49 und ist an eine Schulter 48 der becherförmigen Zündelektrode angepaßt. Die Zündelelektrode 49 hat eine zentrische Öffnung in ihrem Boden. Der becherförmige Körper 49 bildet die Wände des Zündelektrodenhohlraums 50 und stellt elektrisch die Zündanode dar.The exemplary embodiment according to the invention shown in FIG. 5 contains an ignition electrode arrangement in which these disadvantages are eliminated. The ignition electrode assembly 39 shown in Fig. 5 has a hollow cylinder 40 which is both electrically as also mechanically fixed with a disc 4I with an opening connected is. The disc 4I is attached to an electrode holder welded or soldered on. The outer active surface of the electrode assembly 39 comprises the upper surface 43 of the cylindrical Body 40 and the upper surface 44 of an annular body 45 with a conically concave inner opening «, the annular body 45 is firmly connected electrically and mechanically to the inner surface of the cylindrical body 40. The upper surface of the ring 45 is flush with the upper surface of the cylindrical body 40. An insulating ring 46 is immediate located below the lower surface of the ring body 45 and firmly in a bore in the underside of the ring body 45 fitted. The insulating ring 46 forms a collar on the underside of the annular body 45 o The insulating ring 46 rests on a cup-shaped ignition electrode 49 and is adapted to a shoulder 48 of the cup-shaped ignition electrode. The ignition electrode 49 has a central opening in its bottom. The cup-shaped body 49 forms the walls of the ignition electrode cavity 50 and electrically represents the ignition anode.

Die'Zündelektrode 49 ist auf einer Isolierscheibe 51 befestigt, die eine zentrische Öffnung aufweist. Die Isolierscheibe 51 wird von einer schraubenförmigen hitzebeständigen Metallfeter 53The ignition electrode 49 is attached to an insulating disk 51, which has a central opening. The insulating washer 51 is from a helical heat-resistant metal feter 53

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-H--H-

unterstützt. Die Schraubenfeder 52 drückt mit ihrer anderen Seite gegen die Scheibe 41 und hält die gesamte Zündelektrodenanordnung 39 fest zusammen. Eine Zündanodenleitung 53· erstreckt supports. The other side of the helical spring 52 presses against the disk 41 and holds the entire ignition electrode arrangement 39 firmly together. An ignition anode lead 53 extends

troden ■
sich durch die hohle Elek^ialterung 42 und .durch, die Öffnungen in der Elektrodenscheibe 41 sowie in der Isolierscheibe 51 nach, oben. Die Leitung 53 ist in die Öffnung der becherförmigen Elektrode 49. eingepaßt und mit ihr verschweißt oder verlötet, um eine feste mechanische und elektrische Verbindung zu bilden. Die Teile 40, 45_f 46 und 49 sind alle konzentrisch in bezug auf eine Längsachse angeordnet, die durch den Ringkörper 45 _t den Hohlraum 50- und die Zündano^denleitung 53 läuft»trodden ■
through the hollow electrical aging 42 and through the openings in the electrode disk 41 and in the insulating disk 51 upwards. The lead 53 is fitted into the opening of the cup-shaped electrode 49 and welded or soldered to it in order to form a firm mechanical and electrical connection. The parts 40, 45 _f 46 and 49 are all arranged concentrically with respect to a longitudinal axis which runs through the annular body 45 _t, the cavity 50 and the Zündano ^ denleitung 53 »

Wie die die Bogenentladung unterstützenden Teile, so werden auch die Scheibe 41 und der zylindrische Körper 40 vorzugsweise aus einem hochreinen, gasfreien und hitzebeständigen Metall hergestellt, beispielsweise Molybdän« Das gleiche gilt für die Feder 52. Der Ringkörper 45 kann mit Kupfer, Beryllium oder einem anderen Metall mit einem hohen Dampfdruck überzogen werden. Die keramischen Isolierkörper 46 und 51 werden vorzugsweise aus demselben Material hergestellt wie die Isolierkörper 16 und 27, die in den Ausführungsformen der I*ig_o 1 bis 4 gezeigt sind. Ein geeignetes Material ist beispielsweise Forsterit-Keramik, Aluminium oder ähnliche Stoffe» Die Innenfläche des zylindrischen Keramikringes 46, der konzentrisch zur Längsachse der öffnung und des Hohlraumes verläuft, ist mit einer Metallschicht überzogen, die aktives Gas speichert, "beispielsweise Titan oder ein Metall mit einem hohen Dampfdruck wie. Kupfer oder Beryllium. In der Innenfläche des Keramikringas 46 bildet eine ringförmige Kerbe eine Zündstrecke 54a An. die Kerbe 54 grenzen unmittelbar zwei elektrisch leitende Films 55 und 56 an, die ein ionisierberes metallischem Ms/äerialL liefern.Like the parts supporting the arc discharge, the disk 41 and the cylindrical body 40 are preferably made of a highly pure, gas-free and heat-resistant metal, for example molybdenum. The same applies to the spring 52. The ring body 45 can be made of copper, beryllium or a other metal are coated with a high vapor pressure. The ceramic insulator 46 and 51 are preferably made of the same material as the insulating body 16 and 27 of the I * _o ig 1 to 4 are shown in the embodiments. A suitable material is, for example, forsterite ceramic, aluminum or similar substances »The inner surface of the cylindrical ceramic ring 46, which runs concentrically to the longitudinal axis of the opening and the cavity, is coated with a metal layer that stores active gas," for example titanium or a metal a high vapor pressure such as copper or beryllium In the inner surface of the ceramic ring gas 46 an annular notch forms an ignition gap 54a . The notch 54 is immediately adjacent to two electrically conductive films 55 and 56, which provide an ionizable metallic brass.

Im folgenden soll"" die Arbeiteweis® der in Pig. 5 κ ^1*1; ^ Elektrodenanordnung beschrieben werden_s öl- mit "sr- iJr%'-.okri--.: In the following, the working method in Pig. 5 κ ^ 1 * 1; ^ Electrode _{arrangement are described s} oil- with "sr- iJr% '-.okri-- .:

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deneinrichtung gemäß der Erfindung die zuvor genannten Nachteile vermeidetο Die in Fig. 5 gezeigte Elektrodenanordnung kann auch auf der Scheite 5 angeordnet werden. Abweichend davon kann.die gezeigte Elektrodenanordnung auch derart aufgebaut werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Unabhängig von dem besonderen Aufbau wird der Hauptkörper der Elektrode im allgemeinen mit dem negativen Pol der angelegten Spannung verbunden und an die Zündanodenleitung 53 wird eine (im Vergleich zur Klemmenspannung) etwas positivere Zündsignalspannung gelegt. Der obere Zündstreckenteil mit dem ionisierbares Material liefernden Film 55 kann über den Ring 45 sowie die Bauteile 40, 41 und 42 an den einen Pol der elektrischen Leitung gelegt werden, an die der Zündfunkenschalter angeschlossen ist. Der andere Teil der Zündfunkenstrecke mit dem Film 56 ist über die becherförmige Elektrode 49 und die Zündanodenleitung 53 an eine Spannungsquelle angeschlossen, die positive Spannungsimpulse liefert· Beim Auftreten eines derartigen Impulses schlägt die Zündstrecke durch«. Beim Durchschlagen entstehen entweder ionisierte aktive Gase, beispielsweise Wasserstoff, oder ionisiertes Metall von hohem Dampfdruck, beispielsweise Kupfer oder Beryllium, die den Hohlraum 50 der Zündelektrodenanordnung anfüllen und durch die Öffnung in dem ringförmigen Elektrodenkörper f5 in den Hauptelektrodenraum gelangen. Deneinrichtung according to the invention the aforementioned disadvantages Avoids o The electrode arrangement shown in Fig. 5 can also be placed on log 5. Different of this, the electrode arrangement shown can also be constructed as shown in FIG. Regardless of that The main body of the electrode will generally be of particular construction connected to the negative pole of the applied voltage and a (in comparison to the terminal voltage) slightly more positive ignition signal voltage. The upper part of the ignition section with the ionizable material The supplying film 55 can be placed over the ring 45 and the components 40, 41 and 42 at one pole of the electrical line to which the spark switch is connected. The other part of the spark gap with film 56 is Connected via the cup-shaped electrode 49 and the ignition anode lead 53 to a voltage source, the positive one Provides voltage pulses · When such a pulse occurs breaks through the ignition gap «. When breakthrough, either ionized active gases such as hydrogen, or high vapor pressure ionized metal, such as copper or beryllium, forming cavity 50 of the ignition electrode assembly and get through the opening in the ring-shaped electrode body f5 into the main electrode space.

Die in den Hauptelektrodenraum eindringenden ionisierten Teilchen erzeugen dort zwischen der Katode 6 und der Anode 7 (wie bei den Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 oder 3) ein Elektronen-Ionen-Plasma* das den Durchschlag der Hauptentladungsstrecke auslösteThe ionized particles penetrating into the main electrode space are generated there between the cathode 6 and the anode 7 (as in the exemplary embodiments in FIGS. 1 or 3) an electron-ion plasma * that breaks down the main discharge path triggered

Bei den Ausführungsbeispielen der j?1·;:. 1 und 3 ist die Zündstrecke 54 gegenüber den Hauptentladungsbogen zwischen denIn the embodiments of the j? 1 ·;:. 1 and 3 is the ignition gap 54 opposite the main discharge arc between the

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Hauptelektroden geschützt, wie es im einzelnen in den Fig. 2 und 4 gezeigt isto Es besteht keine Richtlinie zwischen dem Hauptelektrodenraum und der Zündstrecke 54, so daß keine metallischen Teilchen direkt zur Zündstrecke 54 gelangen können, um diese kurz zu schließen oder zumindest ihren hohen ./iderstand zu verringern. I)a die Zündstrecke ferner an einer senkrechten Wand und konzentrisch mit der Längsachse der Elektrodenöffnung und des Elektrodenhohlraumes angeordnet ist und von dem möglichen Auftreffpunkt von irgendwelchem geschmolzenen Bogenelektrodenmaterial oder irgendwelchen Elektrodenmaterialteilchen entfernt liegt, wird die Zündstrecke durch geschmolzenes Elektrodenmaterial oder große feste Elektrodenteilchen nicht kurzgeschlossen oder in ihrem Widerstand verminderte Diese Maßnahme kann man weiter ausbilden, indem man bei Zündfunkenschaltern für höhere Ströme die Tiefe der becherförmigen Elektrode 49 größer macht. Die in Fig. 5 gezeigte Zündelektrodenanordnung weist die Vorteile der in den Figo 2 und 4 dargestellten Anordnungen auf und hat noch einen weiteren zusätzlichen Vorteil, nämlich daß sie vor herabfallenden festen Teilchen oder flüssigem Elektrodenmetall geschützt ist, das die Zündstrecke bei starken Entladeströmen kurzschließen könnte. Abweichend davon kann die in Fig. 5 gezeigte Zündeiektrodenanordnung elektrisch und mechanisch von den Hauptelektroden isoliex-t sein, jedoch derart nahe bei der Hauptelektrodenentladungsstrecke angeordnet sein, daß sie deren Durchschlag auslöst wenn ihr ein Zündimpuls zugeführt wird. Das Durchschlagen der Hauptentladungsstrecke soll dabei genau so erfolgen, als ob die Zündelektrodenanordnung ein Teil einer Hauptelektrode sei.Protected main electrodes, as shown in detail in Figs. 2 and 4 o There is no guideline between the Main electrode compartment and the ignition gap 54, so that no metallic particles can get directly to the ignition gap 54, to short-circuit these or at least their high ./resistance to reduce. I) a the ignition gap also on a vertical wall and concentric with the longitudinal axis of the electrode opening and the electrode cavity is located and from the possible point of impact of any molten Arc electrode material or any particles of electrode material away, the ignition gap is caused by molten electrode material or large solid electrode particles not short-circuited or reduced in resistance. This measure can be developed further by looking at ignition spark switches makes the depth of the cup-shaped electrode 49 greater for higher currents. The ignition electrode arrangement shown in FIG. 5 has the advantages of the arrangements shown in FIGS. 2 and 4 and yet another additional one Advantage, namely that it is protected from falling solid particles or liquid electrode metal, which is the ignition gap could short-circuit with strong discharge currents. In a departure from this, the ignition electrode arrangement shown in FIG electrically and mechanically isoliex-t from the main electrodes but so close to the main electrode discharge gap be arranged that it triggers their breakdown when it is supplied with an ignition pulse. The breakthrough the main discharge path should take place exactly as if the ignition electrode arrangement were part of a main electrode may be.

Fig. 6 zeigt teilweise geschnitten einen Funkenstreckenschalter, der von den in dei, Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführung beispielen abweicht. Bei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung enthältFig. 6 shows a partially sectioned spark gap switch, the examples of the embodiment shown in dei, Figs deviates. Contains in the arrangement shown in FIG

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jede der beiden einander gegenüberliegenden Hauptelektroden eine Zündelektrodeneinrichtung. Dieser Funicenstreckensehalter 23t daher zum Weehselstrombetrieb gut geeignet. Die Zündelektrodenanordnungen entsprechen im wesentlichen dem in Pi;;. Λ ;;ekieirtcn Aul bau _o Die z,üncfanoden sind an eine geerdete Impuls-IUOHe malschloss en, die in der Lage ist, einen positiven Spannungsimpuls zu liefern. Die Hauptbognnelektroden sind entweder einer zu schützenden, abzuschaltenden oder anderweitig zu überwachenden Spannungs- oder Stromleitung je nach dein Anv/endungszweck parallel geschaltet oder liegen mit ihr in Heine ο Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ständig eine der Bogenelektroden 6 oder 7 negativ und der positive Zündimpuls wird beiden Zündanoden zugeführt» Der Durchschlag entsteht bei derjenigen Zündelektrodeneinrichtung, die der negativeren Hauptelektrode zugeordnet ist„each of the two opposing main electrodes has an ignition electrode device. This funicular track holder 23t is therefore well suited for alternating current operation. The ignition electrode arrangements essentially correspond to that in Pi ;;. Λ ;; ekieirtcn Aulbau _o The z, uncfanodes are connected to a grounded pulse IUO, which is able to deliver a positive voltage pulse. The main arc electrodes are either connected in parallel to a voltage or current line to be protected, switched off or otherwise monitored, depending on your application, or are in Heine ο In this embodiment, one of the arc electrodes 6 or 7 is constantly negative and the positive ignition pulse is both Ignition anodes supplied »The breakdown occurs in the ignition electrode device that is assigned to the more negative main electrode"

Sin ';veit^cres Merkmal der in Fig. 6 gezeigten Anordnung ist eine Federbalgdichtung 60, die zwischen der Elektrodenhalterung und der Isolationsdurchführung 62 angeordnet ist, so daß die Elektrode 6 in bezug auf die Elektrode 7 hin- und herbewegt werden kann, um den Schaltkreis zu schließen oder zu unterbrechen. Anstelle der in Fig. 4 gezeigten Zündelektrodenanordnung könnte man auch die in den Fig. 2 oder 5 gezeigte-n Anordnungen in dem in Fig. 1 oder 6 gezeigten Ausführungsbeispiel benutzen, also entweder in dem Schalter mit zwei Zündelektrodenanordnungen oder in dem Schalter, bei dem die eine Hauptelektrode zum Schließen und Unterbrechen des Schaltkreises verschoben werden kann.Sin ';. Veit ^c res feature of the arrangement shown in Figure 6 is a bellows seal 60 which is arranged between the electrode holder and the insulating bushing 62 so that the electrode 6 back with respect to the electrode 7 can be reciprocated to the To close or break the circuit. Instead of the ignition electrode arrangement shown in FIG. 4, the -n arrangements shown in FIGS. 2 or 5 could also be used in the embodiment shown in FIG which a main electrode can be moved to complete and break the circuit.

009833/0642009833/0642

Claims

Claims'

1. Spark gap switch with an evacuated housing, which is at least partially made of electrical insulating material ", so that the housing contains at least two electrically isolated parts, which are evacuated to a pressure of 10 mm Hg or less, further with two main electrodes, which are inside of the housing are electrically isolated from and opposite to each define a main discharge track each other, since ^by: in that at least one of the main electrodes has a centric cavity · the close to that surface having a narrowed diameter, extending from deifder main discharge arc that in the central cavity a device is arranged which, upon receipt of an electrical signal, drives a plasma cloud into the main arc discharge space, that this device contains a metal-ceramic interface with an ignition gap, that a device is provided adjacent to it which is an ionizable material end of the idle state of the switch in the event of a vacuum

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of 10 mm Hg or less and stores ionizable particles after the ignition spark gap has broken through, and that an ignition anode delimits the central cavity and is in electrical connection with the one. Side of the ignition section is, and that the inner diameter: of the opening is selected and arranged in relation to the ignition section in such a way that the ignition section of the input. Effects of the high arc discharge current between the main electrodes is protected.

009835/0642 , ^ _0RISWA,009835/0642, ^ _0RISWA ,

2. Funkenstreek switch after. Claim 1, d a d "u r c h marked that as. active gas hydrogen stored in a titanium film is used.

3. spark gap switch according to claim 1, d ad u r c h

ge k e η η ζ e i c h η e t that the storage device for the ionizable material is a film made of a metal is a high vapor pressure.

4 «spark gap switch according to claim 1, since d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t that both main electrodes are fixedly attached. ,

5. lunkenstreckenscnalter according to claim 1, d a du r c h

gek en η ζ ei without t that at least one of the main electrodes is movable in order to limit a variable spark gap.

6. spark gap switch according to claim 1, since you rc h gek & η τα. ζ ei ch η et that both main electrodes have a central bore in which an ignition electrode arrangement is provided.

7. Funkens distance switch ^ r according to claim -1, since you rch geke η η ζ ei e ~ h η et that the ignition anode extends to the oTaen to the narrowed! DurohmesBer of the opening to the connecting opening between the main discharge path and the to prevent central cavity within the main electrode as possible, so that molten particles from the main discharge gap are prevented from entering the cavity and cannot reach the ignition gap. .

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8. Spark gap switch after. Claim 7, characterized gekennze i c h η e t that the central opening in the main electrode is frustoconical and that the ignition electrode assigned to this main electrode has a diameter which is approximately equal to the smallest diameter the central opening is »

9 · Spark gap switch according to claim 7, d a through characterized in that the central opening is axially symmetrical is convergent-divergent and has the smallest cross-section approximately in its center, so that no straight connecting line exists between the main discharge path and the ignition path, and that the ignition anode is up extends into the electrode part with the small cross-sectional opening in order to provide a further shielding of the ignition gap.

10. Spark gap switch according to claim 1, characterized g e k e η η ζ e i c h η e t that the ignition gap has an annular notch in the inner wall of an annular metallized insulating body, which is arranged behind the narrowed central opening, that the inner wall of the insulating body runs coaxially with the longitudinal axis of the central opening, α that the ignition anode is cup-shaped and sufficient far from the ignition corner on the opposite one Side of the central opening is arranged so that the cup- ' The shaped ignition anode can collect the solid and molten parts of the main electrodes that are thrown out, without affecting the electrical properties of the ignition gap to affect.

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